Un equipo internacional de astrónomos del CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), ha desarrollado un procedimiento nuevo para determinar la masa de los planetas en nuestro Sistema Solar mediante las señales de radio procedentes de las pequeñas estrellas en rotación denominadas pulsares.

El Sol, la Tierra y Júpiter, orbitan alrededor de un baricentro común.

“Esta es la primera vez que alguien ha logrado determinar la masa de todos los planetas, lunas y anillos incluidos”, ha manifestado el Dr David Champion, jefe del equipo del Instituto alemán Max Planck de Radioastronomía. “A la vez hemos logrado corroborar de modo independiente los resultados de que se disponían, lo que representa un éxito para la ciencia planetaria”.

Las determinaciones realizadas de las masas de los planetas mediante este nuevo procedimiento serán de utilidad para futuras misiones espaciales. Hasta ahora, los astrónomos habían determinado las masas planetarias midiendo las órbitas de sus lunas o mediante las naves espaciales cuando se aproximaban a ellos. Esto está basado en que la masa genera gravedad y la atracción gravitatoria de un planeta determina la órbita de todo cuanto gira a su alrededor, tanto el tamaño de la órbita como el tiempo que tarda en completarse.

Este nuevo método está basado en las correcciones que los astrónomos han de realizar a las señales procedentes de los púlsares (pequeñas estrellas en rotación que emiten ´blips´ regulares de ondas de radio). La Tierra gira alrededor del Sol y su movimiento afecta de un modo preciso a la señal cuando alcanza la Tierra.

“Esta es la primera vez que alguien ha logrado determinar la masa de todos los sistemas planetarios, lunas y anillos incluidos, ha manifestado el Dr. David Champion del Instituto alemán Max Planck
de Radioastronomía. Para eliminar este efecto, los astrónomos calcularon cuando podrían haber alcanzado los pulsos el centro de masas del Sistema Solar o baricentro, alrededor del cual orbitan todos los planetas.

Debido a que la situación de los planetas alrededor del Sol está cambiando continuamente, el baricentro también lo hace. Para calcular su posición, los astrónomos se valen de una tabla conocida como ´efemérides´, que indica donde se encuentran todos los planetas en un momento dado así como sus masas que han sido determinadas con anterioridad.

El Dr Dick Manchester, investigador del CSIRO y del CASS (Astromony and Space Science), afirma que si estos valores fueran ligeramente erróneos, entonces la posición del baricentro también lo sería y en consecuencia aparecería un patrón regular de falta de sincronización en los datos del pulsar. “Por ejemplo, si la masa de Júpiter y sus lunas estuviera mal, observaríamos u patrón de errores de sincronización que se repetirían cada 12 años, que es el tiempo que precisa Júpiter para completar su órbita alrededor del Sol”, afirmó el Dr. Manchester.

“Pero si se corrige la masa de Júpiter y sus lunas los errores de sincronización desaparecerían. Este es el proceso de retroalimentación que los astrónomos han utilizado para determinar correctamente la masa de los planetas”.

Se ha utilizado los datos de cuatro pulsares para determinar la masa de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, junto con sus lunas y anillos. La mayoría de estos datos fueron registrados por el radio telescopio Parkes del CSIRO al este de Australia, junto con otros aportados por el telescopio de Arecibo en Puerto Rico y el de Effelsberg en Alemania.

Las determinaciones fueron consistentes con las realizadas mediante la sonda espacial. La masa del sistema Joviano de 9,547921(2) x 10^-4 veces la masa del Sol, es apreciablemente más exacta que la determinada mediante las sondas Pioneer y Voyager y consistente con las determinadas mediante la sonda Galileo pero menos exactas.

La nueva técnica de medición es sensible a una diferencia de masas de doscientos mil millones de millones de toneladas, equivalente al 0,003 % de la masa de La Tierra y una diezmillonésima de la masa de Júpiter.

El Dr. George Hobbs científico del CASS, afirma que, en un corto plazo, la nave espacial continuara realizando mediciones más precisas de planetas individuales y añadió, “la técnica del pulsar será la mejor para los planetas que no sean visitados por naves espaciales y permitirá medir las masas conjuntas de los planetas y sus lunas”.

Repitiendo las mediciones se pueden conseguir mejorar aún más esos valores. Si los astrónomos observaran un conjunto de 20 pulsares durante siete años, podrían conseguir el valor de la masa de Júpiter con más exactitud que los obtenidos con las naves espaciales. Para lograr lo mismo con Saturno se precisaría 13 años.

El jefe del equipo de investigación para la Física Fundamental en Radioastronomía del Instituto Max Planck, el profesor Michael Kramer, afirma que los astrónomos necesitan ese momento preciso, puesto que están utilizando pulsares para capturar las ondas gravitatorias predichas por la teoría general de la relatividad de Einstein.

“Encontrar esas ondas gravitatorias depende de poder detectar pequeños cambios en la sincronización de las señales de los púlsares y así podrán tenerse en consideración todas las otras fuentes de error, incluyendo los restos de planetas del Sistema Solar”, manifestó el profesor Kramer.

Fuente: Science Daily